幾種品牌智能功率模塊IPM的分類與參數(shù)介紹
二、 IPM的保護(hù)功能
保護(hù)電路可以實(shí)現(xiàn)控制電壓欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)、過流保護(hù)和短路保護(hù)。如果IPM模塊內(nèi)有一種保護(hù)電路動(dòng)作，IGBT柵極驅(qū)動(dòng)單元就會(huì)關(guān)斷門極電流并輸出一個(gè)故障信號(hào)FO。各種保護(hù)功能具體如下：
1、過熱保護(hù)(OT)：在靠近IGBT芯片的絕緣基板上安裝了一個(gè)溫度傳感器，當(dāng)IPM溫度傳感器測(cè)出其基板的溫度超過溫度值時(shí)，發(fā)生過熱保護(hù)，封鎖門極驅(qū)動(dòng)電路，輸出故障信號(hào)。
2、過流保護(hù)(OC)：若流過IGBT的電流值超過過流動(dòng)作電流，且時(shí)間超過toff(10ms)時(shí)，則發(fā)生過流保護(hù)，封鎖門極驅(qū)動(dòng)電路，輸出故障信號(hào)。為避免發(fā)生過大的di/dt，大多數(shù)IPM采用兩級(jí)關(guān)斷模式。
3、控制電壓欠壓保護(hù)(UV)：IPM使用+15V供電，若供電電壓低于設(shè)定電壓，且時(shí)間超過toff時(shí) ，發(fā)生欠壓保護(hù)，封鎖門極驅(qū)動(dòng)電路，輸出故障信號(hào)。
4、短路保護(hù)(SC)：若負(fù)載發(fā)生短路或控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致短路，流過IGBT的電流值超過短路動(dòng)作電流，則立刻發(fā)生短路保護(hù)，封鎖門極驅(qū)動(dòng)電路，輸出故障信號(hào)。跟過流保護(hù)一樣，為避免發(fā)生過大的di/dt，大多數(shù)IPM采用兩級(jí)關(guān)斷模式。為縮短過流保護(hù)的電流檢測(cè)和故障動(dòng)作間的響應(yīng)時(shí)間，IPM內(nèi)部使用實(shí)時(shí)電流智能功率模塊IPM控制電路分類,參數(shù)(RTC)，使響應(yīng)時(shí)間小100ns，從而有效抑制了電流和功率峰值，提高了保護(hù)效果。
驅(qū)動(dòng)電路的原理
圖4是用于空調(diào)機(jī)變頻控制器的三菱公司的六合一IPM智能功率模塊——PM20CTM060驅(qū)動(dòng)電路的原理圖。開關(guān)控制信號(hào)和故障信號(hào)是通過隔離接口電路同系統(tǒng)控制器連接的。TLP559的特點(diǎn)智能功率模塊IPM是開關(guān)速度高，每秒達(dá)1M次。TLP521則具有電流傳輸比（CTR）大的特點(diǎn)，CTR值達(dá)200，圖中的R508是一個(gè)上拉電阻，它是分類,參數(shù)確保在IPM智能功率模塊沒有故障時(shí)VFO的輸出為高電平。
在使用IPM的設(shè)計(jì)中，4路15V電源的質(zhì)量要求比較高，波動(dòng)范圍為15 V±10%，否則會(huì)影響IPM工作的可靠性。而隔離光耦的選擇也十分重要，電流傳輸比（CTR）智能功率模塊IPM應(yīng)在100~200之間，隔離光耦的輸入端是TTL電平分類,參數(shù)，其輸入電流應(yīng)設(shè)定為8~10mA。若設(shè)計(jì)不當(dāng)，則會(huì)增加IGBT工作在放大區(qū)的時(shí)間，導(dǎo)致IGBT功耗增大，不能充分發(fā)揮IPM的效能。另外為了防止IGBT上下橋臂同時(shí)導(dǎo)通，軟件設(shè)計(jì)時(shí)，在上下橋臂導(dǎo)通上設(shè)有死區(qū)時(shí)間（即互鎖時(shí)間）。若硬件設(shè)計(jì)不當(dāng)，則會(huì)導(dǎo)致所需死區(qū)時(shí)間延長，從而增加IPM三相輸出的高次諧波成分，致使壓縮機(jī)運(yùn)行振動(dòng)增加，效率下降。
